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孔板流量計誤差原因分析與修正


文章日期:2017-06-17|閱讀數:


  本文首先介紹了孔板流量計計量的基本原理,進而分析了孔板流量計在實際使用過程中產生誤差的主要原因,并提出了提高計量精度的措施與建議,為孔板流量計的標準化、智能化發展提供依據。
 
  差壓流量計是在工業場合應用極為廣泛的一種流量計量儀器,對于氣體、液體和蒸汽的流量都可以測定。據數據統計,工業場合差壓流量計的使用占流量儀表總數的1/3以上,此中應用***普遍的是由差壓計和節流裝置構成的節流式流量計。
 
  差壓流量計所采用的典型節流件主要為孔板、文丘里管、噴嘴和文丘里噴嘴等??装辶髁坑嬌鲜兰o初便被***先用于天然氣流量的測定。截止目前,大量學者已對孔板流量計的結構設計進行深入探討,使孔板流量計逐步趨于標準化。根據孔板流量計的測量原理,可以直接確定節流件前后差壓與流量的關系,此特性是孔板流量計所獨有的。
孔板流量計誤差原因分析與修正
  1.孔板流量計的計量原理
 
  在管道中安裝一個流通面積小于管道截面積的節流部件,節流件的變截面效應可使流體在經過節流件時產生局部收縮,流速急劇增加,壓強明顯變小,從而在節流件前后截面差生壓差。針對某一標準節流裝置,如果管道、計量裝置、測壓位置及流體參數均保持恒定,節流件前后截面的差壓與管道流量間存在一定的函數關系。因此,可以通過直接測量節流件前后截面的壓差,間接計量流量。
 
  2.孔板流量計的誤差原因分析
 
  2.1 流體本身特性的影響
 
  管道中流體自身的溫度、壓力等特性參數極易受到環境溫度的影響產生波動,進而影響孔板流量計的測量精度。盡管溫度等環境參數對流體粘度的影響并不明顯,但仍影響孔板流量計的計量精度和準確度。經驗表明,孔板流量計常用于單相流體流量的測定,針對多相流體流動,其精度將受到嚴重的干擾。
 
  2.2 流量積算方式的影響
 
  將孔板節流裝置與各種二次測量儀表相結合,就形成了多種流量積算的方法。如果在流量計量過程中,測量系統不按照計量標準安裝對應的二次測量儀表,流量積算時便不能對流體壓力、溫度的變化進行補償,測量精度將難以保證[3]。針對此問題,可以采用先進的微計算機技術對流量進行的計算,持續地對流量進行補償。
 
  2.3 結構及附屬儀器的影響
 
  孔板流量計的結構也會造成很多誤差,主要包括:孔板和管道的直徑比改變;孔板發生變形;孔板表面粗糙度不達標等因素,都將影響孔板流量計的計量精度。同時附屬儀器的影響也不可忽視。比如,如果下游引壓管與流量儀表間的連接件產生漏氣、堵塞等狀況,會導致流量計的計量流量略大。另外,差壓變送器的零點通常需要校準。
 
  2.4 安裝條件的影響
 
  使用場地通常不能達到流量計上游***短直管段長度的要求,致使管線布置經常發生偏離。同時為了避免進口流體流動狀況對流量計計量精度的影響,要求孔板流量計上游具有***短直管段長度,但在實際中一般很難滿足。另外流量、流速等電子信號設備應遠離存在電磁干擾的場合,保證其工作性能。
 
  2.5 環境條件的影響
 
  使用環境條件嚴重影響孔板流量計的性能,比如流體溫度急劇變化將增加管道內的流體的濕度,加速腐蝕;環境溫度直接決定流體的密度、粘度等物性參數;流量計的結構尺寸發生變化等。
 
  3.提高計量精度的改進辦法
 
  3.1 設計安裝應嚴格遵循標準
 
  必須依照標準進行孔板節流裝置的設計,根據孔板前阻力件形式配接至少30倍管徑的直管段,從而減小計量誤差。在安裝場地不允許的場合,必須在上游直管段上加設整流器,且孔板的側面務必與管道中心線垂直。同時安裝時應正確選擇壓差計的型號與量程。
 
  3.2 避免流體脈動,保證良好的流動狀況
 
  在符合計量能力的前提下,盡量選用較小內徑測量管,保證管道內流體在高雷諾數下運行,抑制脈動流的產生。采用上下游相同長度的短引壓管線,抑制引壓管線系統中阻力件對流動所造成的影響。消除流體中夾帶的雜質。
 
  3.3 采用定值節流裝置
 
  通過定值節流裝置、差壓變送器、智能流量積算儀的綜合使用,便能實現流量的智能化計量。同時采用定值節流裝置有利于產品的大批量生產,實現節流裝置產品標準化,進而提高計量的準確度和精度。
 
  3.4 推動計量的智能化發展
 
  隨著微型傳感器和微計算機技術的飛速發展,流量計量已逐步向在線、實時、智能的方向發展,對傳感器和采集、儲存及傳輸數據等模塊進行數據集成,實現計量方式的智能化處理,不斷提升計量精度。
 
  3.5 加強管理培訓,定期檢修維護
 
  加強計量職工的業務培訓,提高其計量能力,盡可能避免操作不當造成的計量誤差。完善計量過程的監管制度,健全定期檢修和維護制度,及時檢測并消除偏差,保證計量儀器的精度。
 
  4.結論
 
  盡管孔板流量計的結構十分簡單,但影響其計量精度的原因十分復雜。本文主要針對使用過程中常見的影響因素進行分析,并提出相應的解決措施??傮w來看,如果孔板流量計的結構設計及安裝均按照標準進行,采用先進的智能檢測設備在線檢測,并定期進行計量計的檢修維護,便可減小誤差,提高計量精度。


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